Первая страница    Проекты     Проект «А»

 

Проект «А» (создание «усилителя мечты»). 

 

…При этом не надо забывать, что мечта у всех разная…

 

Предисловие

 

"Dick Olsher famously remarked that “The first watt is the most important watt.” This sentiment has also been expressed by others as “Who cares what an amplifier sounds like at 500 watts if it sounds like crap at one watt?” With this in mind, I created First Watt in 1998 as a "kitchen-table" effort, exploring unusual low power amplifiers with an emphasis on sound quality."

Nelson Pass (http://www.firstwatt.com)

 

Концепция

 

  1. Моноблок

Комментарий: Кроме очевидного исключения влияния каналов друг на друга, есть идея приблизить усилитель к акустике. Расположение моноблока рядом с АС позволит сократить длину акустического кабеля, по которому текут значительные токи. Удлинение слабосигнального кабеля до усилителя считаю менее критичным, т.к. входное сопротивление усилителя мощности (УМ) представляет собой нагрузку с вполне предсказуемыми характеристиками.

  1. Класс «А»

Без комментариев.

  1. Полностью на полевых транзисторах

Комментарий: Все-таки, хочется проверить на практике идею того, что усилитель на полевых транзисторах имеет существенно более узкий спектр искажений.

  1. Полная симметрия, включая однотипность технологии плеч.

Комментарий: Здесь подразумевается максимальное приближение к идеалу симметричности – на выходе транзисторы одинаковой проводимости, также, как и в 'плечах' всей остальной схемы.

  1. Наличие глубокой общей отрицательной обратной связи (ОООС) или ее полное отсутствие.

Комментарий: В первом УМ предпринимается попытка получить минимально возможные искажения и высокое качество звучания с помощью глубокой ОООС, равномерной во всем звуковом диапазоне. Это делается для того, чтобы в дальнейшем была возможность сравнить качество звучания при реализации двух совершенно противоположных подходов к построению УМ - с ОООС и без нее.

 

Речь совсем не идет о том, чтобы поразить кого-либо экстремальными значениями выходной мощности. Главное – получить КАЧЕСТВО при адекватных (!) окружению остальных параметрах.

Выходная мощность усилителя в предполагаемых условиях прослушивания должна быть не меньше, скажем, 8-10 W на 8 Ohm. А зачем в помещении до 70 м3, или даже 100 м3, больше? Вы никогда не чуствовали, что при уровнях звукового давления превышающем 90 dB слух начинает деградировать? Нюансы музыки уже не воспринимаются. Появляется состояние оглушенности. И чтобы слух восстановился нужно время и ...тишина.

Таким образом, существует вполне оптимальный уровень мощности в зависимости от объема помещения, чуствительности акустики и расстояния до нее, когда музыка воспринимается всецело, во всех нюансах и со всей эмоциональностью. Проведя простейшие замеры установил, что наиболее комфортный уровень в точке прослушивания находится от 86 dB до 90 dB. Т.е. для типовой акустики с чуствительностью около 86-87 dB/1m потребуется всего около 2-3 W на канал (Предполагается расстояние от слушателя до АС 2-2.5 м). Поэтому, даже 8-10 W с запасом хватает. Не стоит также забывать, что при уровнях подводимой к большинству АС мощности около 5-8 W (94 dB) и выше, начинается заметный рост искажений и говорить о качественном воспроизведении уже неуместно. В крайнем случае, если необходима ну очень громкая музыка, то для этих целей вполне сгодится достаточно простой и дешевый усилитель. Уверяю вас, в состоянии оглушенности отличить качество воспроизведения от его существенно более сложных и дорогих собратьев будет практически невозможно.

Есть еще одно соображение относительно развиваемой усилителем мощности. Немаловажно то, при каких условиях достигается максимальная мощность, т.е. как она получена – увеличением максимальной амплитуды выходного напряжения сигнала при нормированном сопротивлении нагрузки, или увеличением поддерживаемой амплитуды тока в нагрузке. Например, при оптимальной мощности 2W/8Ohm амплитуда сигнала на выходе усилителя составляет всего 5.6 V. При выходной мощности 10 W/8 Ohm амплитуда сигнала составит уже 12.6 V. Но при этом реальная (!) нагрузка усилителя может быть даже ниже 2 Ohm, что требует от него способности отдавать на выход до 7 A. А это уже почти 40 W. И вот на такую токовую нагрузку большинство, даже номинально рассчитанных на 100 W/8 Ohm усилителей, работать зачастую не сможет, т.к. таким УМ номинально необходимо всего 5 A в амплитуде. Требуемый уровень выходного тока развивает, например, только усилитель с номинальной мощностью от 200 W/8 Ohm.

Получается, что при работе на комплексную (реальную) нагрузку усилитель, номинально представленный как 15 W/8 Ohm и умеющий развивать, скажем, 60 W/2 Ohm, может быть эквивалентен усилителю с номинальной мощностью 240 W/8 Ohm на сложных нагрузках. А то, что реальная нагрузка может быть даже ниже 2 Ohm сомневаться не приходится. Пример тому - АС HECO Xenon 600 с минимальным сопротивлением 1.9 Ohm, при работе на которую в типовых 50…100-ваттных усилителях срабатывает защита от перегрузки не достигнув даже оптимальных уровней звукового давления в ряде случаев.

Большинство же производителей для увеличения мощности используют именно увеличение выходного напряжения на номинальной нагрузке и нередко эти усилители плохо справляются с большой токовой нагрузкой. Это больше маркетинговый ход, т.к. надо продемонстрировать большие цифры в ваттах на номинальных/"стандартных» сопротивлениях 8/6/4 Ohm в спецификациях. С практической точки зрения, смысла иметь неиспользуемый запас на выходе по напряжению совершенно не видно. Это доказывают измерения, приведенные на milleraudioresearch.com, где большинство усилителей не справляются с нагрузками 2 Ohm, а тем более 1 Ohm, когда максимальная развиваемая мощность становится существенно ниже развиваемой мощности даже на 8-омную нагрузку, т.е. происходит явное ограничение по току.

При разработке усилителя в Проекте «А» с ОООС в качестве основы была положена именно концепция «токового» усилителя, т.е. способного отдавать в нагрузку большие токи.

Установление разумного ограничения на выходную мощность для номинальных нагрузок 8/6/4 Ohm дает возможность реализовать усилитель со всеми каскадами на полевых транзисторах, даже в условиях ограниченного выбора в наше время JFET транзисторов. В основе же схемотехники лежат известные еще из ламповой техники решения балансно-мостового усилителя. С одной стороны ничего нового, но если попытаться реализовать классическую схемотехнику с соблюдением требований к построению линейных усилителей, то большие надежды получить результаты лучше, чем 30 лет назад, возлагаются на реальный прогресс в элементной базе полевых транзисторов. Применение транзисторов разных технологий, наиболее оптимальных для каждого каскада также дает определенную гибкость в выборе.

 

Описание усилителя с ОООС (Часть 1).

 

Описание усилителя без ОООС (Часть 1).

 

Создание  страницы: 18.02.2008     Последнее обновление: 7.02.2015